一种抽水蓄能电站周边水域的鱼类产卵监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种抽水蓄能电站周边水域的鱼类产卵监测装置。


背景技术：

2.抽水蓄能电站是一种电力负荷低谷时利用电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。其在降低电网成本的同时提高了电网的可靠性，对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重要意义。有一类抽水蓄能电站直接利用天然水域作为下水库，在空间布局、成本、景观等方面均有其优势。这一类抽水蓄能电站的尾水管及尾水隧洞与下水库连接，因为具备调峰任务，其在用电负荷和发电功率的要求下进行抽水与放水，水位会有一定波动，水文水动力变化条件下对周边水域鱼类产卵的影响程度需要进行监测。现有的水位监测主要利用水尺或水位检测箱等装置，鱼类产卵情况、滩涂露出面积则需要专业人员实地观测度量，将耗费大量的人工成本和时间成本。


技术实现要素：

3.实用新型目的：本实用新型目的是提供一种设置在抽水蓄能电站周边水域的鱼类产卵监测装置，该监测装置能够远程、实时、动态地监测水文水动力变化条件下抽水蓄能电站周边水域鱼类产卵的情况。
4.技术方案：本实用新型所述的抽水蓄能电站周边水域的鱼类产卵监测装置，所述监测装置包括集卵装置、水动力传感装置、主控平台和视像采集装置；所述水动力传感装置包括浮体以及固定在浮体外侧壁的水深探测器、流速探测器和水温传感器；集卵装置通过连接杆固定在浮体下方，主控平台固定在浮体上部，视像采集装置固定在主控平台箱体上；视像采集装置、水深探测器、流速探测器和水温传感器分别通过电缆与主控平台内的控制器连接，控制器通过通讯模块与远程监控终端信息交互。
5.其中，所述主控平台包括箱体以及位于箱体内部的控制器、蓄电池和配重块，还包括位于箱体外的太阳能电池板；太阳能电池板通过dc/dc转换器与蓄电池连接，所述蓄电池给控制器供电。
6.其中，所述集卵装置由中空管道以及设置在中空管道中心处的筛卵板组成；所述中空管道的两个开口呈喇叭状开口，所述筛卵板的孔径为0.2mm；所述中空管道内侧壁距筛卵板3～5cm处设有光传感器，光传感器通过电缆与主控平台内的控制器连接。
7.其中，所述视像采集装置包括支撑臂以及固定在支撑臂端部的摄像机；支撑臂上设有调节式套筒，支撑臂通过调节式套筒调节支撑臂的长度；支撑臂采用轻型不锈钢制成，支撑臂内置通讯传输线路；摄像机采用180
°
全景镜头，铝合金外壳，带有云台旋转功能，可以实现大范围的视像采集。
8.其中，所述浮体为空心的气垫浮体，浮体的直径大于主控平台箱体的对角线长度。
9.其中，筛卵板利用下述鱼卵遮光密度公式估算板上的鱼卵数量：
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其中，n为鱼卵数量，a、b分别为筛卵板的长和宽，id为筛卵板上光传感器感应到的初始光照强度值，ik为筛卵板上光传感器实时传输的光强值，k为鱼卵粘滞性遮光系数，根据鱼卵重叠挤压程度取1.05～1.20，d为过滤鱼卵平均直径，一般为1mm～2mm(可根据当地常见鱼类确定)。
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有益效果：本实用新型鱼类产卵监测装置布置在抽水蓄能电站周边鱼类产卵场区域，通过装置内的水动力传感装置获取对应区域的水文水动力信息，通过设置的集卵装置收集鱼卵并计数，用于反映水文水动力变化条件下抽水蓄能电站周边水域的鱼类繁殖情况；实现对电站下水库水域滩岸鱼类产卵场的监控和预警，减少人工监测的成本。
附图说明
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图1为在某抽水蓄能电站布置本实用新型装置的点位图；
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图2为本实用新型鱼类产卵监测装置的主视图；
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图3为本实用新型鱼类产卵监测装置的侧视图；
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图4为主控平台箱体内的结构示意图。
具体实施方式
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如图2～4所示，本实用新型抽水蓄能电站周边水域的鱼类产卵监测装置，包括集卵装置1、水动力传感装置2、主控平台3和视像采集装置4；水动力传感装置2包括浮体2-4以及固定在浮体2-4外侧壁的水深探测器2-1、流速探测器2-2和水温传感器2-3；集卵装置1通过连接杆1-1固定在浮体2-4下方，集卵装置1由中空管道1-2以及设置在中空管道1-2中心处的筛卵板1-3组成；中空管道1-2的两个开口均呈喇叭状开口，筛卵板1-3的孔径为0.2mm，中空管道1-2内侧壁距筛卵板1-3 3cm处设有光传感器1-4，光传感器1-4用于感应筛卵板1-3上的光照强度，光传感器1-4通过电缆与主控平台3内的控制器3-1连接，其将采集到光强信号传输给控制器3-1，控制器将得到的鱼卵数量在监控终端显示；主控平台3固定在浮体2-4上部，主控平台3包括箱体、位于箱体内的控制器3-1、蓄电池3-2以及配重块3-3；主控平台3还包括位于箱体外的太阳能电池板3-4；太阳能电池板3-4通过dc/dc转换器与蓄电池3-2连接，蓄电池3-2给控制器3-1供电；视像采集装置4包括支撑臂4-1以及固定在支撑臂4-1端部的摄像机4-2；支撑臂4-1上设有调节式套筒4-3，支撑臂4-1通过调节式套筒4-3调节支撑臂4-1的长度；支撑臂4-1一端固定在主控平台3箱体上；视像采集装置4、水深探测器2-1、流速探测器2-2和水温传感器2-3分别通过电缆与主控平台3内的控制器3-1连接，控制器3-1通过通讯模块与远程监控终端信息交互。浮体2-4为空心的气垫浮体，浮体2-4的直径大于主控平台3箱体的对角线长度。
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如图1所示，在抽水蓄能电站下库的河流、湖泊或水库选定待调查水域范围，搜索水面及沿岸线的草滩、浮萍、芦苇等水生植物丰富的区域，发现类似区域后，靠近该区域进行观测，进行多点gps定位、编号，对滩岸旁水草进行有无活体鱼卵(亦称受精卵、卵)黏附检查，发现鱼卵即定为目标滩岸，在目标滩岸放置样方框，收集该滩岸附着有鱼卵的水草样
本，现场测定样方框内附着的鱼卵，对附着卵量计数；计算出滩岸内水草上鱼卵分布数量、密度，同时计算出目标滩岸水草上鱼卵分布平均数量、平均密度；选取符合水草上鱼卵分布平均数量、平均密度的目标草滩中水草集中区作为调查观测位置。
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在目标滩岸靠近水生植物处安放本实用新型监测装置，借助太阳能电池板3-4获取电能。根据地形和所需监控范围调节监控侧的支撑臂套筒4-3，使摄像机4-2能较完整涵盖对应监测区域。
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在鱼类繁殖旺季(常为4月到6月)，因为抽水蓄能电站运行特点，尾水水位会持续性波动，可能会波及附近的滩岸鱼类产卵场。装置使用时，可以在监控终端进行观看装置外侧滩岸的露出范围，用于监控和识别产卵情况。利用水深探测器2-1记录水位值，利用流速探测器2-2和水温传感器2-3获取其他水动力资料，用于监测附近水域的水动力情况；浮体2-4底部的集卵装置1用于收集鱼卵并计数，可以对鱼类产卵情况做定量分析，筛卵板1-3根据鱼卵遮光密度公式自动计算鱼卵数量；
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其中，n为鱼卵数量，a、b分别为筛卵板的长和宽(a、b取值为20cm)，id为初始光感强度值(初始光感强度值通过筛卵板上光传感器感应到的初始光照强度值，由于装置在水底固定深度，筛卵板设置在中空管道中，见光微弱，所以筛卵板上的初始光感强度值为定值)，ik为筛卵板上光传感器实时传输的光强值；k为鱼卵粘滞性遮光系数，根据鱼卵重叠挤压程度取值为1.05～1.20，d为过滤鱼卵平均直径，一般为1mm～2mm(可根据当地常见鱼类确定)，大于筛卵板孔径0.2mm，当有鱼卵附着时会随着水流渐渐平铺筛卵板，不过因为鱼卵质软，会有一定的重叠挤压，所以取了系数k。公式的原理为鱼卵遮光使得光强减小，感光面积/总面积＝实时光强/初始光强。在公式中，id、k、a、b、d均为已知值，只需得到实时ik值便可得到鱼卵数量n。
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如果产卵数量与同期相比产生较大变幅，电站可以在相应月份采取一定的调度措施保护鱼类产卵。